Ανάκτηση μολυβδαινίου από απόβλητα φωτοβολταϊκών πλαισίων

Στελλακάτος-Λοβέρδος, Κωνσταντίνος; Stellakatos-Loverdos, Konstantinos

dc.contributor.author	Στελλακάτος-Λοβέρδος, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Stellakatos-Loverdos, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2025-02-18T10:18:11Z
dc.date.available	2025-02-18T10:18:11Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61121
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28817
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Εκχύλιση	el
dc.subject	Ανακύκλωση	el
dc.subject	Μολυβδαίνιο	el
dc.subject	Παραγοντικός σχεδιασμός	el
dc.subject	Φωτοβολταϊκά	el
dc.subject	Extraction	en
dc.subject	Recycling	en
dc.subject	Molybdenum	en
dc.subject	Factorial design	en
dc.subject	Photovoltaics	en
dc.title	Ανάκτηση μολυβδαινίου από απόβλητα φωτοβολταϊκών πλαισίων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υδρομεταλλουργία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-08
heal.abstract	Η ανάγκη απεξάρτησης από τις ορυκτές πρώτες ύλες (ΟΠΥ) έχει οδηγήσει στη συνεχή ανάπτυξη και βελτίωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ). Η ηλιακή ενέργεια, η οποία αποτελεί την πιο υποσχόμενη μορφή ΑΠΕ, έρχεται αντιμέτωπη με μια καινούργια πρόκληση, το τέλος του κύκλου ζωής των φωτοβολταϊκών πάνελ. Τα φωτοβολταϊκά απόβλητα αυξάνονται σημαντικά τα τελευταία χρόνια και επιβάλλεται η ορθολογική περιβαλλοντική διαχείρισή τους. Καθώς οι ηλιακές κυψέλες τύπου CIGS πλησιάζουν το στάδιο απόσυρσης από τις εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας, είναι χρήσιμο να διερευνηθούν εναλλακτικά σενάρια ανακύκλωσής τους με ταυτόχρονη ανάκτηση χρήσιμων πόρων. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, διερευνήθηκε η δυνατότητα ανάκτησης μολυβδαινίου (Μο) από το λεπτό υμένιο των φωτοβολταϊκών πάνελ τύπου CIGS. Το Mo αποτελεί ένα στοιχείο με σημαντική συνεισφορά στις νέες τεχνολογίες που θα επιτρέψουν την απεξάρτηση από τις ΟΠΥ στο εγγύς μέλλον. Παρά το ότι το Mo δεν συγκαταλέγεται ακόμα στις κρίσιμες πρώτες ύλες της Ευρωπαϊκής Ένωσης, τονίζεται το ενδεχόμενο να συμπεριληφθεί σε αυτές τα επόμενα χρόνια λόγω των περιορισμένων διαθέσιμων αποθεμάτων του στη φύση. Ωστόσο, η έρευνα για την ανάκτησή του βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, μελετήθηκε η υδρομεταλλουργική εξαγωγή του Μο από το λεπτό υμένιο των φωτοβολταϊκών πάνελ, με χρήση θειικού οξέος (H2SO4) και υπεροξειδίου του υδρογόνου (H2O2), με στόχο τη μεγιστοποίηση της ανάκτησης του μολυβδαινίου στις ηπιότερες δυνατές συνθήκες. Τα εκχυλιστικά μέσα που επιλέχθηκαν είναι συνήθη λόγω του χαμηλού κόστους του θειικού οξέος και της αποτελεσματικότητας του συνδυασμού θειικού οξέος και υπεροξειδίου του υδρογόνου. Αντίστοιχοι συνδυασμοί χρησιμοποιούνται σε υδρομεταλλουργικές διεργασίες ανάκτησης άλλων μετάλλων όπως για παράδειγμα του χαλκού (Cu). Οι παράγοντες που επιλέχθηκαν να μελετηθούν σε τρία επίπεδα είναι η συγκέντρωση του θειικού οξέος, η συγκέντρωση του υπεροξειδίου του υδρογόνου και η αναλογία στερεών-υγρού. Ο σχεδιασμός των πειραμάτων έγινε με το λογισμικό Design-Expert. Συνολικά, πραγματοποιήθηκαν 20 δοκιμές εκχύλισης. Εκτός από μολυβδαίνιο, τα διαλύματα των εκχυλίσεων περιείχαν και άλλα μέταλλα, όπως ο χαλκός (Cu), ο σίδηρος (Fe), ο ψευδάργυρος (Zn) και το νικέλιο (Ni), για ορισμένα εκ των οποίων η ανάκτηση από τα ηλεκτρονικά απόβλητα παρουσιάζει επίσης ενδιαφέρον. Για τα μέταλλα αυτά, προσδιορίστηκε η συγκέντρωσή τους στα διαλύματα των εκχυλίσεων και υπολογίστηκε η ανάκτησή τους όπως και για το μολυβδαίνιο. Στη συνέχεια, με τη βοήθεια του λογισμικού Design-Expert, έγινε η στατιστική επεξεργασία των πειραματικών αποτελεσμάτων προκειμένου να ελεγχθεί η σημαντικότητα των παραγόντων που επιλέχθηκαν. Τέλος, έγινε μοντελοποίηση των πειραματικών αποτελεσμάτων και εξήχθησαν διαγράμματα μεταβολής της ανάκτησης των μετάλλων ενδιαφέροντος συναρτήσει των παραγόντων που μελετήθηκαν. Συνοπτικά, για το Mo, το οποίο είναι το κύριο μέταλλο ενδιαφέροντος, τα πειραματικά αποτελέσματα και η στατιστική ανάλυση αυτών έδειξαν ότι η σημαντικότερη παράμετρος που επηρεάζει θετικά την εκχύλισή του είναι η αύξηση της συγκέντρωσης του H2O2. Η αύξηση της συγκέντρωσης του H2SO4 έχει μικρή θετική επίδραση, ενώ η αύξηση της αναλογίας στερεού-υγρού επηρεάζει αρνητικά την εκχυλισιμότητα του Mo. Ποσοτική εκχύλιση του Mo επιτεύχθηκε για συγκέντρωση H2SO4 1 M, αναλογία στερεού-υγρού 25 g/100 mL και συγκέντρωση H2O2 2,5 M. Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελείται από πέντε κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο της εργασίας. Η πειραματική διαδικασία περιγράφεται στο δεύτερο κεφάλαιο. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των πειραματικών δοκιμών και γίνονται οι κατάλληλοι υπολογισμοί. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται και σχολιάζονται τα αποτελέσματα της στατιστικής επεξεργασίας. Το πέμπτο κεφάλαιο συνοψίζει τα συμπεράσματα της διπλωματικής εργασίας.	el
heal.advisorName	Χατζηκιοσεγιάν, Αρτίν	el
heal.committeeMemberName	Χατζηκιοσεγιάν, Αρτίν	el
heal.committeeMemberName	Τσακιρίδης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Ουσταδάκης, Πασχάλης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Επιστήμης & Τεχνολογίας Προστασίας Περιβάλλοντος στη Μεταλλουργία & Τεχνολογία Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	104 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false